أوجه القصور في جزيئات microRNA

 ومن الأعراض المصاحبة لنقص الجين يمكن استنتاج وظيفة الجين الطبيعي. ومع ذلك، حتى الآن لم يستخدم العلماء هذه الطريقة على نطاق واسع في فك رموز دور microRNAs، تلك جزيئات الحمض النووي الريبي الصغيرة، التي يتمثل دورها في التحكم في الجينات. الآن، في التقرير الأول عن آثار فقدان RNA صغير واحد في الفقاريات، وصف العلماء الفئران التي تعاني من تشوهات في القلب

يشير علماء الوراثة في كثير من الأحيان إلى أن طريقة اختبار كيفية عمل الجين هي جعله ناقصًا ثم معرفة ما يحدث نتيجة لهذا النقص. ومن الأعراض المصاحبة لنقص الجين يمكن استنتاج وظيفة الجين الطبيعي. ومع ذلك، حتى الآن لم يستخدم العلماء هذه الطريقة على نطاق واسع في فك رموز دور microRNAs، تلك جزيئات الحمض النووي الريبي الصغيرة، التي يتمثل دورها في التحكم في الجينات. الآن، في التقرير الأول عن آثار فقدان RNA صغير واحد في الفقاريات، وصف العلماء الفئران التي تعاني من تشوهات في القلب.
تم اكتشاف جزيئات MicroRNA لأول مرة في التسعينيات من القرن الماضي. وقد وجد أن هذه الجزيئات تتحكم في ربع الجينوم البشري أو أكثر. يمكن لهذه الجزيئات إيقاف أو تنشيط إنتاج بروتينات معينة وقد تلعب دورًا في الإصابة بالسرطان وعمليات النمو المبكرة.
توجد جزيئات MicroRNA بشكل طبيعي في الخلايا النباتية والحيوانية. وهو تسلسل طبيعي من الحمض النووي الريبوزي (RNA)، والذي يمر عبر سلسلة من القطع حتى يصل إلى حجم صغير يبلغ 21-25 نيوكليوتيدات. يتم نسخ الحمض النووي الموجود في النواة إلى جزيء RNA المرسال الذي يترك النواة ويتم ترجمته إلى بروتين على الريبوسوم. تمنع جزيئات microRNA العملية عن طريق الارتباط بالرنا المرسال المستهدف. في الحيوانات، يوجد تطابق جزئي بين الهدف والـmicroRNA، الارتباط الجزئي بينهما يمنع ربط الرسول RNA بالريبوسوم، لذلك لا يترجم ولا يتكون البروتين. وبهذه الطريقة، تتمتع الخلية بتحكم سريع ومرن وقابل للعكس في إنتاج البروتينات. يتم إنتاج الحمض النووي الريبي (RNA) للجين المستهدف بكميات زائدة، في حين يتيح الحمض النووي الريبوزي (microRNA) الضبط الدقيق إلى المستوى المطلوب للنشاط الحقيقي.
نظرًا لأهمية نظام microRNA للتحكم في التعبير الجيني، فعندما لا يعمل بشكل صحيح يكون له آثار ضارة على العمليات في الخلية. وقد تم بالفعل اكتشاف تعبير غير طبيعي عن microRNA في أنواع مختلفة من السرطان. تكافح شركات التكنولوجيا الحيوية لاكتشاف كيفية استخدام microRNA كعلاج لأمراض مختلفة، على سبيل المثال كوسيلة لمنع التعبير عن جينات معينة أو تنشيط جينات أخرى.
في العام الماضي، أفاد إريك أولسون، عالم الأحياء التطوري من جامعة تكساس، وزملاؤه أنهم تمكنوا من تحديد نحو اثني عشر نوعًا مختلفًا من الرنا الميكروي كمنظم للقلب (للتنشيط أو الإغلاق) في قلب الفأر، وفي بعض الحالات في قلب الإنسان. ومع ذلك، لم يكن من الواضح ما هي أدوار microRNAs الفردية.
بدأ أولسون وفان رويج بفحص رنا ميكروي محدد يتطابق تسلسله مع جزء من أحد الجينات. يتم التعبير عن هذا الجين، ألفا ميوسين ثقيل السلسلة، بشكل رئيسي في خلايا عضلة القلب. أراد الباحثون اختبار كيفية تأثير عدم وجود ذلك الجزء من الجين الذي يرمز لـ microRNA المحدد، والذي يسمى miR-208، على الفئران التي، نتيجة لفقد هذا الجزء من الجين، ستكون بدون أي microRNA من mir. -208 نوع.
في البداية، بدا أنه ليس له أي تأثير كبير. يقول أولسون: "لقد استقبلنا فئرانًا بدت لنا سليمة، وكان علينا أن نحاول فهم ما هو الخطأ فيها". اختبرت المجموعة ذلك من خلال تطبيق ظروف الضغط على قلوب الفئران. كانت ظروف الإجهاد تحاكي تصلب الشرايين، كما تم حظر إشارات الغدة الدرقية، مما أدى إلى فرض ظروف ضغط إضافية على العضو. عندما فعلوا ذلك، اكتشف الباحثون الخلل: فشلت القلوب في تنشيط الجين المرتبط بجين السلسلة الثقيلة ألفا ميوسين، وهو جين يسمى بيتا ميوسين ثقيل السلسلة، والذي يتم تنشيطه عادة عندما يكون القلب تحت الضغط. ظروف التوتر (الضيق).
وبدلا من ذلك، زادت مستويات البروتين في نسخة ألفا من الجين، مما يشير إلى أن أحد الجينات يعوض إسكات الجين الآخر، حسبما أفاد فريق الباحثين في مجلة ساينس. تشير هذه النتائج إلى أن الوظيفة الطبيعية لـ microRNA miR-208 هي التكيف مع النسخة التجريبية من الجين وتمكين التعبير عنها. ويقول الباحثون إنه ليس من الواضح كيف يؤثر مفتاح التشغيل والإيقاف على صحة الحيوان، لكنهم يعتقدون أن mir-208 يساعد في التحكم في استجابة القلب للظروف العصيبة.
علاوة على ذلك، وجد الباحثون في أنسجة القلب لدى هذه الفئران العديد من الجينات التي تم تنشيطها في الأنسجة، ولكن عادة لا يتم تنشيطها في خلايا عضلة القلب ولكن فقط في خلايا العضلات الهيكلية. تشير هذه النتائج إلى أنه من الممكن أن يضمن microRNA miR-208 التطور السليم لخلايا عضلة القلب، كما يقول فان روي.
يقول سكوت هاموند، عالم الأحياء الجزيئية من جامعة نورث كارولينا، إنه معجب للغاية بالتأثيرات الدقيقة للحمض النووي الريبي الميكروي: "إن ظاهرة الشذوذ تحدث فقط عند البالغين؛ فقط في ظل ظروف صارمة معينة". يتوقع هاموند وباحثون آخرون اكتشاف المزيد من المعلومات حول العلاقة بين microRNA والأمراض المختلفة.

 
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2007/323/3
http://stwww.weizmann.ac.il/G-Bio/news/20-1-05.doc